Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Čo je Coulomb?
- Experiment s poklesom oleja Millikans
- Počet elektrónov za sekundu v ampéroch
- Prevod z ampérov na elektróny za sekundu
Fyzici prisudzujú elektrine pohyb elektrónov, tie malé, elektricky negatívne častice, ktoré obklopujú každý atóm. Jednotkou elektrického prúdu je ampéra, pomenovaná po francúzskom fyzikovi 19. storočia André-Marie Ampère. Podľa definície je ampéra rovná jednej coulomb za sekundu. Na výpočet počtu elektrónov v jednej ampére je preto potrebné poznať náboj jednotlivého elektrónu v coulomboch. Ukázalo sa, že to je 1 602 × 10-19 coulomboch. To sú všetky informácie, ktoré potrebujete na konverziu zosilňovačov na elektróny za sekundu.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
V jednom ampéri prúdu, 6,442 × 1018 elektróny tečú každú sekundu. Násobením sily prúdu týmto číslom nájdite počet elektrónov prúdiacich v obvode za sekundu.
Čo je Coulomb?
Coulomb je jednotka statického náboja v meracom systéme MKS (meter, kilogram, druhý). Pomenovali ho ďalší francúzsky fyzik Charles Augustin de Coulomb, ktorý väčšinu svojej práce vykonal v 18. storočí. Definícia coulombu je založená na statcoulombe, jednotke náboja v systéme CGS (centimetre, gramy, sekundy). Toto bolo pôvodne definované ako náboj potrebný pre dve rovnako nabité častice oddelené 1 centimeter, aby sa navzájom odpudzovali silou 1 dyn. Môžete odvodiť coulombov zo statcoulombov, ale súčasní vedci zvyčajne definujú coulombov podľa ampérov, nie naopak. Definícia 1 coulombu je množstvo náboja prenášaného za jednu sekundu prúdom 1 ampér. Vedci však náhodou poznajú náboj jednotlivého elektrónu, a to vďaka slávnemu experimentu, ktorý sa uskutočnil začiatkom 20. storočia.
Experiment s poklesom oleja Millikans
Americký fyzik Robert Millikan v roku 1909 uskutočnil experiment s ropnými kvapkami a získal mu Nobelovu cenu. Umiestnil nabitú kvapku oleja medzi dve elektricky nabité platne a upravil napätie, kým sa kvapka nerozpustila na vzduchu. Pretože dokázal vypočítať gravitačnú silu pri páde a silu elektrického poľa, mohol určiť náboj pri páde. Experiment uskutočňoval s rôznymi nábojmi po poklese a zistil, že náboj sa vždy menil násobkom konkrétneho čísla, ktoré uzavrel ako náboj jednotlivého elektrónu. Ukázalo sa, že to bolo 1,602 × 10-19 coulomboch.
Počet elektrónov za sekundu v ampéroch
Jeden elektrón má náboj 1,602 × 10-19 coulombs, takže môžete zistiť počet elektrónov v 1 coulomb náboja tým, že obrátite toto číslo. Pri aritmetike zistíte:
1 coulomb = 6,242 x 1018 elektróny
1 ampér sa rovná 1 coulomb za sekundu, čo znamená:
1 ampér = 6,242 x 1018 elektróny za sekundu
Prevod z ampérov na elektróny za sekundu
Vyššie uvedený vzťah predstavuje prevodný faktor. Ak chcete konvertovať z ampérov na elektróny za sekundu, vynásobte tento konverzný faktor aktuálnou silou v ampéroch. Napríklad v prúde 15 A, 15 × (6,242 × 10)18) = 9.363 × 1019 elektróny tečú za sekundu. V prúde 7 mA (0,007 ampéru), 4 369 x 1016 elektróny tečú za sekundu.